刚玉（氧化铝）的家族成员简介

α型氧化铝晶体叫做刚玉，常因含有不同的杂质而呈现不同的颜色，硬度仅次于金刚石和碳化硅，能耐高温。刚玉作为使用历史悠久的超硬、耐高温材料，在各种工业领域中发挥着重要的作用。今天，淄博赢驰给大家介绍一下刚玉家族的成员。

1、白刚玉

白刚玉是以优质氧化铝粉为原料，经电熔提炼结晶而成， 纯度高、自锐性好、耐酸碱腐蚀、耐高温、热态性能稳定。

白刚玉硬度略高于棕刚玉，韧性稍低，纯度高、自锐性好、磨削能力强、发热量小、效率高、耐酸碱腐蚀、耐高温、热稳定性好。

用白刚玉粒度砂制成磨具，适用于磨削高碳钢、高速钢及不锈钢等，白刚玉还可以用于精密铸造和高级耐火材料。

2、棕刚玉

棕刚玉是以铝矾土、无烟煤和铁屑为原料，在电弧炉内经高温冶炼而成。

在冶炼过程中，无烟煤中的碳将矾土中的氧化硅、氧化铁和氧化钛等杂质还原成金属，这些金属结合在一起成为铁合金，由于其比重较刚玉熔液大而沉降至炉底，与刚玉熔液分离。仅有少量的杂质夹杂在刚玉熔块中。

棕刚玉的主要矿物成份为Al2O3，三方晶系，少量的矿物杂质有：硅酸钙、钙斜长石、富铝红柱石（又称莫来石）、钛化物、玻璃体及少量铁合金等。

棕刚玉的抗破碎能力较强，抗氧化、抗腐蚀，具有良好的化学稳定性，是一种用途广泛的磨料。适用于磨削抗张强度高的金属材料，如普通碳素钢、硬青铜、合金钢的细磨和精磨，磨加工螺纹和齿轮等。

3、铬刚玉，又称红刚玉

铬刚玉的冶炼工艺与白刚玉相同，只是在冶炼过程中加入一定量的氧化铬，呈浅紫色或玫瑰色。

铬刚玉中由于引入Cr元素改善了磨料的韧性，其韧性较白刚玉高，而硬度与白刚玉相近，用于加工韧性较大的材料时，其加工效率比白刚玉高，并且工件表面的光洁度也较好。铬刚玉适应于加工韧性高的淬火钢、合金钢、精密量具及仪表零件等光洁度要求较高的工件。

4、微晶刚玉

微晶刚玉所采用的原材料及冶炼方法与棕刚玉基本相同，在停炉后立即把熔液通过流放或倾倒的方法倒入模子内急速冷却，因而得到微细结晶的集合体。

微晶刚玉在冶炼过程中，杂质的还原程度较差，Al2O3含量为94%~96%，晶体尺寸一般在80~300微米，晶体占57%~85%，最大晶体尺寸不超过400~600微米。它具有强度高，韧性较大的特点。

适用于重负荷磨削，可以磨削不锈钢、碳素钢、轴承钢以及特种球墨铸铁等材料，由于磨粒在磨削过程中呈微刃破碎状态，也被用于精密磨削甚至镜面磨削。

5、单晶刚玉

单晶刚玉是以矾土、无烟煤、铁屑和黄铁矿为原材料，在电弧炉内共熔，矾土中的氧化铁、二氧化硅和氧化钛先后被还原，并组成铁合金从熔液中沉降至炉底。一小部分氧化铝与碳、硫化亚铁起复分解反应，生成少量的硫化铝填充在单晶颗粒之间，当熔块冷却后放入水中时，硫化铝被溶解，而被硫化铝隔开的单晶刚玉即可分散开，成为自然粒度的磨料。

单晶刚玉呈灰白色，其颗粒形状多为等积形，晶体内不含杂质，具有多棱角的切削刃，在同样的磨削力作用下，所形成的力矩小于其它磨料，因此它不易折碎，机械强度较高，单颗粒抗压强度为22~38kg，而棕刚玉仅为10~20kg。

单晶刚玉由于有较高的硬度和韧性，所以切削能力较强，可用来加工工具钢、合金钢、不锈钢、高钡钢等韧性大、硬度高的难磨材料。

6、锆刚玉

锆刚玉是以铝氧粉和锆英石为原料，在电弧炉内经高温冶炼而成，整个过程基本上是一个熔化再结晶的过程。

它是一种由α-Al2O3与ZrO2组成的共晶集合体，在冶炼过程中应尽可能使两种结晶相互交错构成微晶型晶体。

锆刚玉适用于高速重负荷磨削，可研磨铸铁、铸钢、合金钢和高速钢等，特别适合于钛合金、耐热合金、高钒钢、不锈钢的研磨加工。

7、镨钕刚玉

镨钕刚玉的制造工艺与白刚玉相似，其差异是在冶炼过程中加入约0.175%的镨钕富集物（氧化镨、氧化钕、氧化镧）。

大量的磨削试验证明其磨削性能优于白刚玉，适用磨削不锈钢、高速钢、球墨铸铁、高锰铸钢及某些耐热合金等。

8、黑刚玉

黑刚玉磨料是以优质的矾土为主要原料，加少量还原剂后,在电弧炉内经高温冶炼而成。

色泽呈黑色，硬度适中，其韧性较大、耐磨、棱角锋利、自锐性强，磨削时发热量少，且加工面无划痕，抛光光洁度高（比棕刚玉抛光能力提高一倍以上，抛光光洁度提高二级以上）。

黑刚玉适用于不锈钢、金属制品电镀前的底面抛光和喷沙，也可用于玻璃、竹木、石材等制品的磨削和抛光。黑刚玉也是制造树脂砂轮、砂布的新型材料。

9、矾土烧结刚玉

矾土烧结刚玉是唯一不用电炉冶炼的刚玉，它是用优质熟矾土（Al2O3含量85%以上）经湿法球磨至3微米的微粒料浆（球磨时应加粘结剂），再经压滤成型为各种几何形状的磨粒，在1500℃下烧结。

矾土烧结刚玉的主要化学成份是：Al2O3（85%~88%）、SiO₂（3%~4%）、TiO₂（3.5%~4.5%）、Fe₂O₃（5.6%~6.5%）。它具有α-Al2O3微晶结构，韧性高，可承受较大的磨削压力而不至于破碎，并能切削较厚的金属层，横向进给可高达6mm以上。

矾土烧结刚玉磨料的形状可制成各种柱形体，这是所有磨料中唯一的特例，适用于重负荷研磨。

目前，黑刚玉广泛地应用于不锈钢餐厨具、灯具、灯饰、摩托车零件、汽车配件等中等硬度材料的精细抛光。